news新闻中心

新闻中心news

热处理中真空炉的作用和分类

2018-09-29

 几十年来,国内外真空炉制造厂家致力于真空炉的研制和开发,目前已制作了适合处理各种材料的系列真空炉,满足了工具、航空航天等零件的需要。下面分别介绍真空炉的分类及设备的特点,以及真空炉的具体技术指标。

    经真空炉热处理后的零件表面光亮,其表面的元素成分和状态不变,由于加热是依靠电极的辐射来完成,因此零件加热缓慢,故变形量小,尤其对要求变形十分严格的工具、模具等零件,是热处理的首选设备。根据炉内真空度的高低不同,分为低真空、中真空和高真空三种。通常使用的为中真空和高真空状态,真空度分别为1.330.133Pa1.33×10-21.33×10-3Pa,一般使用的真空度范围为10310-4Pa

    按照真空炉冷却时使用的冷却介质分类,真空炉分为水冷真空炉、气淬-油冷真空炉、油冷真空炉以及气冷真空炉几种;按结构形式分为单室、双室、三室和连续作业炉等。

    a.外热式真空炉  结构简单,炉罐不进行水冷,故称为热壁真空炉或真空马弗炉。零件放在已抽成真空的炉罐中,从外部间接加热。图2-9为外热式油淬真空热处理炉。

外热式油淬真空热处理炉

    2-9    外热式油淬真空热处理炉

    1-炉体;2电热元件;3-工件;4-真空罐;

    5-隔热屏;6-淬火油槽;7-传动机构;8-冷却室

    该类真空炉的特点如下:

    ①结构简单,操作维修方便,造价低;

    ②炉罐内无电热元件和隔热材料等,易于清理,容易获得真空;

    ③无气体放电和其他安全隐患,可靠性好。

    b.内热式真空炉  真空炉靠电阻加热,加热元件、隔热屏、炉床和其他构件等均装在加热室内,依靠电极的热辐射实现对零件的加热。电热元件在炉膛的中部构成一个加热区,确保零件的均匀加热,在加热元件的外部装有金属辐射屏或非金属隔热屏,炉床在加热区的中央。内热式真空炉的种类和形式很多,占国内外的真空炉数量的80%以上,常用于退火、淬火、回火、烧结和钎焊等。同外热式的真空炉相比,具有以下特点:

    ①炉子的热惯性小,加热速度快和冷却速度快,热效率和生产效率较高;

    ②无耐热炉罐,故可制作的炉膛不需受到限制,容量也不受限制,炉内可达到更高的温度;

    ③炉温的均匀性好,可达±5℃,因此工件受热均匀,零件的变形小;

    ④零件加热期间不需通入保护气体,提高了加热元件的使用寿命;

    ⑤炉内结构复杂,加热区受到一定的限制;

    ⑥炉体体积大,需要配备的真空系统容量要增大。

    考虑到零件材质的差异,故其淬透性大不相同,选用的淬火介质的冷却性能区别较大。因此对高合金钢,其淬透性高,采用气淬真空炉;对于低合金钢或工具钢的真空处理采用油冷真空炉;对于碳钢等淬透性的零件,使用水冷真空炉。图2-10为内热式真空炉常见炉型。


    2-10    ZC2系列内热式真空炉

    1-淬火油槽;2-水平移动机构;3-整体式炉体;4-气冷风扇;5-翻板式中间门;

    6-中间墙;7-加热室;8-升降机构;9-油搅拌器

    目前国内双室油冷真空炉的型号有ZC系列、WZ系列、VCQ系列等;单室气淬炉有VFC系列、VVFC系列、HPV系列高压气淬炉等。它们具有各自的加热和冷却特点,其技术已经成熟,得到使用厂家的认可和肯定,正发挥十分重要的作用。

    真空炉可以实现真空淬火和回火、真空退火、真空固溶和时效、真空烧结、真空化学热处理以及真空镀膜等,因此真空炉可实现别的热处理设备无法处理的复杂工艺。美国的海斯公司和德国的德固塞公司已经开发了水淬真空炉和硝盐淬火真空炉,为淬透性差的碳素钢等实现了真空热处理,因此从某种意义上讲,真空炉为几乎所有的有色金属和黑色金属退火、淬火、回火、化学热处理等提供了保障。